门式框钢结构设计任务书

1 门式框钢结构设计任务书 1：计算模型选取 取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。厂房檐高 虑到檩条和梁截面自身高度，面坡度为 1： 18。 屋面自重： 彩色钢板聚苯乙烯夹心版： kN/条支撑： 0.2 kN/总计： 自重： kN/横梁自重： 0.2 kN/面雪荷载： 0.4 kN/面活荷载： 0.3 kN/雪荷载不同时考虑） 柱自重： kN/载： 基本风压 kN/2 一：荷载的计算 （ 1）屋面荷载： 标准值： 1/ 8=kN/m 柱身恒载： 8=2 kN/m （ 2）屋面活载 屋面雪荷载大于屋面活荷载，取雪荷载 1/ 8=N/ 3）风荷载 m 2kn/m 2kn/m 绘图： 08012635 吴健 m 绘图： 08012635 吴健 3 01 0 1 . 0k z 以 风 左 吹 为 例 计 算 ， 风 右 吹 同 理 计 算 ：根 据 公 式 计 算 :根 据 查 表 ， 取 ， 根 据 门 式 刚 架 的 设 计 规 范 ，取 下 图 ：（地面粗糙度 B 类） 风载体形系数示意图 迎风面 侧面 k=8=kN/m 屋顶 k=kN/8=m 背风面 侧面 k=kN/8=m 屋顶 k=kN/8= kN/m 荷载如下图： m m m m 绘图： 08012635 吴健 绘图： 08012635 吴健 4 二：内力计算： （ 1）截面形式及尺寸初选： 梁柱都采用焊接的 H 型钢 梁的截面高度一般取（ 1/305），故取梁截面高度为 500 暂取 250 8 10 柱采用 250 8 10 截面 截面名称 长度()面积2()10 )mm10 )mm10 )mm10 )mm 250 8 10 6000 8840 373 149 26 21 206 54 梁 250 8 10 7500 8840 373 149 26 21 206 54 250 480 10 8 x y 绘图： 08012635 吴健 5 108 8840 10106 108 135 106 10104 2）截面内力： 根据各个计算简图，用 结构力学求解器计算，得结构在各种荷载作用下的内力图如下： 恒 载 弯 矩 图( k N m ) 轴 力 图( k N )08012635 吴健 绘图： 08012635 吴健 6 恒 载 剪 力 图( k N ) 弯 矩 包 络 图( k N m )08012635 吴健 7 活 载 轴 力 包 络 图( k N )0. 剪 力 包 络 图( k N )08012635 吴健 绘图： 08012635 吴健 8 左 风 载 弯 矩 图( k N m ) 4 . 9 0. 1 4 . 9 用结构力学求解器求出 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 3）内力组合 由于恒载和活载关于结构竖向对称，因而风荷载只要考虑一个方向作用，风荷载只引起剪力不同，而剪力不起控制作用 绘图： 08012635 吴健 9 按承载能力极限状态进行内力分析，需要进行以下可能的组合： 载效应 +载效应 载效应 +载效应 载效应 +活载效应 +风载效应 取四个控制截面：如下图： 各情况作用下的截面内力 截面 内力 恒载 活载 左风 M 0 0 0 N M 8 0 M M 力组合值 10 截面 内力 活 1 . 2 恒 + 1 . 4 0 . 8 5 ( 风 + 活 ） M 0 0 0 N M M 57 975 N M ：梁柱截面验算 控制内力组合项目有： ， V(以最大正弯矩控制 ) ， V(以最大负弯矩控制 ) ， V(以最大轴力控制 ) ， V(以最小轴力控制 ) 所以以上内力组合值，各截面的控制内力为： 1面的控制内力为 M=0 m,N=13.3 面的控制内力为 m， N=70.0 Q=面的控制内力为 M=m,N=Q=面的控制内力为 M=m， N=Q=11 A：刚架柱验算：取 2面内力 平面内长度计算系数： 0=2+= 0=0=6 面 外考虑到蒙皮效应，按半跨计算即 M x = 4 m 2 1 X 1 04 8 02- 2 5 0 X 1 04 9 1H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0孔 d= 2 2 . 0M 20- 8 5 X 1 01 2 0孔 d= 2 2 . 0M 20:d=0d=0H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0- 2 5 0 X 1 0491- 1 2 1 X 1 04802112210125 1251 5 0 X 2 07807d= 0 455539050 50125 1252 5 0 X 2 068071:d= 045H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0H 5 0 0 X 2 5 0 X 8 X 1 0- 2 5 0 X 1 04 9 1- 1 2 1 X 1 04 8 0211221- 8 5 X 1 01 2 077- 8 5 X 1 01 2 055455539050501 2 51 2 51 - 119050089- 2 5 0 X 2 07 8 07- 8 5 X 1 01 2 077- 8 5 X 1 01 2 04555孔 d= 2 2 . 0M 20 455539050501 2 51 2 52 - 29050089- 2 5 0 X 2 06 8 071:4 m d= 2 2 . 0M 2045梁 1 左 (下 )端与柱 1 连接节点 (1) :设计满足 梁端节点设计弯矩 M ( kN*m ) : 梁端节点设计剪力 V ( : (剪力 V 取 梁腹板净截面抗剪承载力设计值的 1/2) 工字形梁与工字形柱 (0度 )刚接连接 连接类型为 :一 柱边刚接，单连接板 高强螺栓连接（翼缘用对接焊缝，对接焊缝质量级别 :2级，腹板用高强螺栓） 梁翼缘塑性截面模量 /全截面塑性截面模量 : 算法：翼缘承担全部弯矩，腹板只承担剪力 梁端部连接验算： 钢材信息：梁采用 拉强度设计值 f= 310N/剪强度设计值 180N/图： 08012635 吴健 16 角焊缝抗剪强度设计值 200N/腹板净截面最大正应力 足剪力要求 端板厚确定 第一排螺栓端板厚： t 205400 100086 =二排螺栓板厚：t20597)( 6868240097100035. 3397686)(26 w be f e w N t=用板厚 t=16板腹部采用加筋肋，加强腹板强度 绘图： 08012635 吴健 18 （ 3）柱脚设计： 柱脚节点见下图： 1 1 8 1 1 82 7 0 2 7 014514555- 1 0- 2 9 0 X 2 05 4 0孔 d= 2 5 . 0M 2024 5 孔 d= 2 2 . 0M 20- 8 0 X 2 080- 1 024 5 4010510540设计内力采用： N=栓受拉） ,Q=13.3 础采用 凝土 基础混凝土抗压承载力 栓采用 4 栓孔取 r=25局部受压提高系数 = 栓孔面积为 （ 252） =7850要底板面积为 A=+105图： 08012635 吴健 19 取地板面积为 54029